JPH05264480A - Method for x-ray fluorescence analysis and apparatus employed therein - Google Patents

Method for x-ray fluorescence analysis and apparatus employed therein

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JPH05264480A
JPH05264480A JP6042392A JP6042392A JPH05264480A JP H05264480 A JPH05264480 A JP H05264480A JP 6042392 A JP6042392 A JP 6042392A JP 6042392 A JP6042392 A JP 6042392A JP H05264480 A JPH05264480 A JP H05264480A
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JP
Japan
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ray
fluorescent
rays
intensity
sample
Prior art date
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Pending
Application number
JP6042392A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shigeyuki Mori
茂之 森
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Filing date
Publication date
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Priority to JP6042392A priority Critical patent/JPH05264480A/en
Publication of JPH05264480A publication Critical patent/JPH05264480A/en
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Abstract

PURPOSE:To reduce mixing of errors into the analyzing values of the composition and the film thickness by calculating the theoretical intensity of fluorescent X rays of each element while making the generating area of a primary to tertiary fluorescent X rays finite. CONSTITUTION:A control system 22 controls a measuring system 23 and a counting/operating system 20 based on the data from an input/output system 21, the measuring system 23 and the counting/operating system 20. The data from the measuring system 23 is transmitted to the counting/operating system 20, and the counting/operating system 20 calculates, upon receipt, of the data, the concentration of an analyzing element according to the area correcting fundamental parameter (FP) method. The result, calculated in the counting/operating system 20 is transmitted to the input/output system 21 and displayed at a CRT or the like. According to the present FP method, it is noted that the generating area of fluorescent X rays is sequentially larger in the order from the invading area of the entering X rays, the generating area of primary fluorescent X rays, the generating area of secondary fluorescent X rays and the generating area of tertiary fluorescent X rays, and the integration to assign the intensity of fluorescent X rays is carried out within each generating area. Therefore, the composition and the film thickness in a local area can be analyzed correctly.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は蛍光X線分析方法および
該方法に使用する装置に関し、より詳細には、局所分析
が可能なFP法プログラムを用いた蛍光X線分析方法お
よび該方法に使用する装置に関する。本発明に係るFP
法プログラムを用いれば、例えば、鉄鋼材料中の大型介
在物、あるいはセラミックス中の分散相等、マトリック
ス中の第二相の局所分析を行なうことができる。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fluorescent X-ray analysis method and an apparatus used for the method. More specifically, the present invention relates to a fluorescent X-ray analysis method using an FP method program capable of local analysis and use for the method. Related to the device. FP according to the present invention
Using the method program, it is possible to perform local analysis of the second phase in the matrix, such as large inclusions in steel materials, or the dispersed phase in ceramics.

【0002】[0002]

【従来の技術】以下に示す蛍光X線分析方法は既知であ
る。X線管球から発生する特性X線、連続X線、または
その両者を試料に照射すると、前記X線により前記試料
を構成する元素が励起され、該元素に固有の蛍光X線が
発生する。この蛍光X線を分光結晶またはマルチチャン
ネルアナライザ等で分光した後、強度を測定することに
より、X線が照射された領域の定性分析および定量分析
をすることができる。
2. Description of the Related Art The following X-ray fluorescence analysis method is known. When a sample is irradiated with a characteristic X-ray generated from an X-ray tube, a continuous X-ray, or both of them, an element constituting the sample is excited by the X-ray, and a fluorescent X-ray unique to the element is generated. After the fluorescent X-rays are dispersed by a dispersive crystal or a multi-channel analyzer, the intensity is measured, so that the qualitative analysis and the quantitative analysis of the region irradiated with the X-rays can be performed.

【0003】以下に示す蛍光X線強度の理論式も既知で
ある。元素iの蛍光X線強度I(ip)は入射X線が無
限の断面積を有する平行束であり、試料もまた無限の表
面積を有する場合、次の数1式で与えられる。なお、数
1式は図2(b)に示した蛍光X線発生モデルに基づい
て導き出された理論式である。
The theoretical formula of the fluorescent X-ray intensity shown below is also known. The fluorescent X-ray intensity I (ip) of the element i is a parallel bundle in which the incident X-ray has an infinite cross-sectional area, and when the sample also has an infinite surface area, it is given by the following formula 1. The formula 1 is a theoretical formula derived based on the fluorescent X-ray generation model shown in FIG.

【0004】[0004]

【数1】 [Equation 1]

【0005】ここで、右辺第一項はI(ip)に占める
一次蛍光X線強度(I1 (ip))、第二項は二次蛍光
X線強度(I2 (ip))を表わす。記号t、χ1、χ
2 、R1 、r1 、Φ、およびψは図2(b)に示すとお
りそれぞれ、試料厚さ、入射X線により励起されて一次
蛍光X線ipを発生する元素iまたは蛍光X線jqを発
生する元素jの存在する体積素片lと試料表面との距
離、元素jの蛍光X線jqにより励起されて(二次)蛍
光X線ipを発生する元素iの存在する体積素片mと試
料表面との距離、体積素片lとmとの距離、R1 の試料
表面への射影距離、入射X線入射角および蛍光X線取出
角を表わす。またI0 (λ)、μ(λ)、μ(ip)、
ρ、Qip(λ)、Qip(jq)、λm 、およびλe i
はそれぞれ波長λにおける入射X線強度、波長λのX
線に対する試料の線吸収係数、蛍光X線ipに対する試
料の線吸収係数、試料密度、波長λの入射X線による蛍
光X線ipの発生効率、蛍光X線jqによる蛍光X線i
pの発生効率、入射X線の最短波長、および元素iの吸
収端波長を表わす。数1式は試料厚さtがX線侵入深さ
(通常0.1mm以下)よりも充分大きければ解析的に
解け、数2式が得られることが知られている。ただし、
数1式、数2式ともに3次以上の高次蛍光X線の寄与は
無視している。
Here, the first term on the right side represents the primary fluorescent X-ray intensity (I 1 (ip)) occupied in I (ip), and the second term represents the secondary fluorescent X-ray intensity (I 2 (ip)). Symbol t, χ 1, χ
2 , R 1 , r 1 , Φ, and ψ are the sample thickness and the element i or the fluorescent X-ray jq that is excited by the incident X-ray to generate the primary fluorescent X-ray ip, as shown in FIG. 2B. The distance between the volume element 1 in which the generated element j exists and the sample surface, the volume element m in which the element i existing that is excited by the fluorescent X-ray jq of the element j and generates the (secondary) fluorescent X-ray ip, It represents the distance from the sample surface, the distance between the volume elements 1 and m, the projection distance of R 1 on the sample surface, the incident X-ray incident angle, and the fluorescent X-ray extraction angle. Further, I 0 (λ), μ (λ), μ (ip),
ρ, Qip (λ), Qip (jq), λ m, and λ e i
Is the incident X-ray intensity at the wavelength λ and the X at the wavelength λ, respectively.
X-ray absorption coefficient of sample, X-ray fluorescence ip of sample, sample density, generation efficiency of X-ray fluorescence ip by incident X-ray of wavelength λ, X-ray fluorescence i of fluorescence X-ray jq
It represents the generation efficiency of p, the shortest wavelength of the incident X-ray, and the absorption edge wavelength of the element i. It is known that the equation 1 can be analytically solved if the sample thickness t is sufficiently larger than the X-ray penetration depth (usually 0.1 mm or less), and the equation 2 can be obtained. However,
The contribution of higher-order fluorescent X-rays of the third order or higher is neglected in both Formula 1 and Formula 2.

【0006】[0006]

【数2】 [Equation 2]

【0007】蛍光X線強度の理論式である上記数2式を
用いたFP法による組成分析法または数1式を用いたF
P法による組成・膜厚分析法も既知である。前記FP法
を用いた定量分析法は、「試料と類似のマトリックスを
有する複数個の標準試料」を準備しなければならない機
器分析法と違って、準備すべき分析元素を含んだ標準試
料1個で済ますことができ、しかも分析対象元素の純物
質を標準試料として用いることができるという特徴を有
している。以下数2式を用いたFP法による組成分析法
について詳述する。
[0007] The composition analysis method by the FP method using the above formula 2 which is a theoretical formula of the fluorescent X-ray intensity or the F using the formula 1
A composition / film thickness analysis method by the P method is also known. The quantitative analysis method using the FP method is different from the instrumental analysis method in which "a plurality of standard samples having a matrix similar to the sample" must be prepared, and one standard sample containing the analytical element to be prepared. The feature is that a pure substance of the element to be analyzed can be used as a standard sample. The composition analysis method by the FP method using Equation 2 will be described in detail below.

【0008】数2式中の発生効率Q及び質量吸収係数
(μ/ρ)は、基礎物理定数、光学系の定数等、既知の
パラメータを除いて表わすと、数3式、数4式のように
表される。従って、数2式は数5式のようになる。
The generation efficiency Q and the mass absorption coefficient (μ / ρ) in the equation (2) are expressed by the equations (3) and (4) excluding known parameters such as basic physical constants and optical system constants. Represented by. Therefore, the equation 2 becomes the equation 5.

【0009】[0009]

【数3】 [Equation 3]

【0010】[0010]

【数4】 [Equation 4]

【0011】[0011]

【数5】 [Equation 5]

【0012】すなわち、蛍光X線強度I(ip)は試料
組成W(重量分率)が決まれば予測できる。したがって
試料組成Wは数6式に示すように蛍光X線強度I(i
p)、I(jq)、・・・から求めることができる。
That is, the fluorescent X-ray intensity I (ip) can be predicted if the sample composition W (weight fraction) is determined. Therefore, the sample composition W is the fluorescent X-ray intensity I (i
p), I (jq), ...

【0013】[0013]

【数6】 [Equation 6]

【0014】数6式の解き方は種々あるが、一例を図7
のフローチャートに示す。該フローチャートに示した方
法は、試料組成を初期値から変化させてゆき、変化の都
度数2式から強度を算出し、該算出強度と実測強度とが
一致する組成が求まるまで計算を繰り返すものである。
具体的には、ステップ1で試料と同一の測定条件下で元
素iの含有率Wi (0)が既知の標準試料から発生する蛍光
X線ipの実測強度I0 (ip)を入力する。ステップ
2でI0 (ip)とWi (0)を用いて数7式により元素i
の一次含有率Wi (1) を求める。
There are various ways to solve the equation 6, but an example is shown in FIG.
It is shown in the flowchart. In the method shown in the flow chart, the sample composition is changed from the initial value, the strength is calculated from two equations each time the change occurs, and the calculation is repeated until the composition having the calculated strength and the actually measured strength is obtained. is there.
Specifically, the content W i (0) of the element i in the same measurement conditions and sample in step 1 inputs the measured intensity I 0 of X-ray fluorescence ip generated from a known standard sample (ip). In step 2, I 0 (ip) and W i (0) are used to calculate the element i
The primary content W i (1) of is determined.

【0015】[0015]

【数7】 [Equation 7]

【0016】ここにI(ip)は分析試料から発生する
蛍光X線ipの実測強度である。次にステップ3で収束
条件(ΣWi(n-1) =1)を導入する。すなわち元素
jの(n-1) 次近似含有率Wj(n-1) から、元素iのn
次含有率Wi (n)が数8式により算出される(図7の初回
ループのみWj(n-1) の代わりに数7式で求めたWj
(1)を用いる)。
Here, I (ip) is the actually measured intensity of the fluorescent X-ray ip generated from the analysis sample. Next, in step 3, a convergence condition (ΣW i(n−1) = 1) is introduced. That is, from the (n-1) th order approximate content W j(n-1) of the element j,
W j obtained in equation (7) instead of the next content W i (n) is calculated by the number 8 expression (only first loop of FIG. 7 W j '(n-1 )
Use (1) ).

【0017】[0017]

【数8】 [Equation 8]

【0018】ステップ4でWi (n)から蛍光X線ipの理
論強度を求める。すなわち、数8式で求められたWi (n)
を数2式に代入して蛍光X線ipの理論強度I(n) (i
p)を求める。そしてステップ5でI(n) (ip)、I
(ip)およびWi (n)から数9式に従って、n次近似含
有率Wi(n) を求める。
In step 4, the theoretical intensity of the fluorescent X-ray ip is obtained from W i (n) . That is, W i (n) obtained by the equation 8
By substituting into the equation (2), the theoretical intensity of the fluorescent X-ray ip I (n) (i
p). Then, in step 5, I (n) (ip), I
From (ip) and W i (n) , the nth-order approximate content W i(n) is obtained according to the equation ( 9 ) .

【0019】[0019]

【数9】 [Equation 9]

【0020】ステップ6で、数10式に従って含有率の
収束判定をする。
In step 6, the convergence of the content rate is determined according to the equation (10).

【0021】[0021]

【数10】 [Equation 10]

【0022】数10式が満たされれば、そのときのW
i(n) 、Wj(n) ・・・が求める試料組成であるの
でステップ7で試料組成を出力する。満足されなけれ
ば、ステップ3に戻って近似計算を繰り返す。以上述べ
たように、数1式または数2式に基づいたFP法では、
数7式で必要なI0 (ip)測定用の標準試料が1点用
意できれば未知の試料の組成を分析することがきる。
If Expression 10 is satisfied, then W at that time is satisfied.
Since i(n) , W j(n) ... Are the sample composition to be obtained, the sample composition is output in step 7. If not satisfied, the procedure returns to step 3 to repeat the approximation calculation. As described above, in the FP method based on Formula 1 or Formula 2,
If one standard sample for I 0 (ip) measurement required by the equation 7 can be prepared, the composition of an unknown sample can be analyzed.

【0023】また、上記FP法プログラムを搭載した蛍
光X線分析装置は既知である。
Also, a fluorescent X-ray analyzer equipped with the FP method program is known.

【0024】[0024]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来のF
P法プラグラムが依拠している蛍光X線理論強度式であ
る数1式は、入射X線侵入領域、一次蛍光X線発生領
域、二次蛍光X線発生領域及び三次以上の高次蛍光X線
発生領域の試料表面に平行な断面積が無限であるか、有
限であってもほぼ一致(蛍光X線発生領域の入射X線侵
入領域に対する断面積比=1.000)していることを
前提としているため、X線マイクロビーム(ビーム径1
00μm以下)による局所分析のように前記四領域が一
致しない(例えば前記面積比>1.000)場合に数1
式を適用すると組成・膜厚分析値への誤差の混入が避け
られなかった。
However, the conventional F
The mathematical formula 1 which is the theoretical X-ray fluorescence intensity formula on which the P method program is based on is the incident X-ray penetration region, the primary fluorescent X-ray generation region, the secondary fluorescent X-ray generation region, and the higher-order fluorescent X-rays of the third or higher order. It is assumed that the cross-sectional area parallel to the sample surface in the generation area is infinite, or even if the cross-sectional area is finite, the cross-sectional areas substantially match (cross-sectional area ratio of the fluorescent X-ray generation area to the incident X-ray penetration area = 1.000). Therefore, the X-ray micro beam (beam diameter 1
When the four areas do not match (for example, the area ratio> 1.000) as in the local analysis by (00 μm or less), the formula 1
Applying the formula inevitably included an error in the composition and film thickness analysis values.

【0025】本発明は上記課題に鑑みなされたものであ
り、X線マイクロビームによる局所分析において、蛍光
X線理論強度を与える積分を前記面積比>1.000な
る有限断面積を有する各次蛍光X線の発生域内で行うこ
とにより組成・膜厚分析値への誤差の混入を少なくした
FP法プログラムを用いた蛍光X線分析方法を提供する
こと、およびこのFP法プログラムを搭載した蛍光X線
分析装置を提供することを目的としている。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and in local analysis using an X-ray microbeam, each integral fluorescence having a finite cross-sectional area such that the area ratio> 1.000 is obtained by integrating an integral giving a fluorescent X-ray theoretical intensity. PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fluorescent X-ray analysis method using an FP method program in which an error is less mixed in a composition / film thickness analysis value by performing it within an X-ray generation region, and a fluorescent X-ray having this FP method program The purpose is to provide an analyzer.

【0026】[0026]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明に係る蛍光X線分析方法は、マイクロビーム化
したX線を試料に照射して発生する蛍光X線の強度を検
出し、FP法を用いてX線照射領域の元素の理論蛍光X
線強度を算出することにより元素の存在量を分析する方
法において、一次〜三次蛍光X線の発生領域がコリメー
タ径、X線入射角及び蛍光X線取り出し角に依存する有
限領域として各元素の理論蛍光X線強度を算出すること
を特徴としている。
In order to achieve the above object, a fluorescent X-ray analysis method according to the present invention detects the intensity of fluorescent X-rays generated by irradiating a sample with X-rays converted into microbeams, Theoretical fluorescence X of the element in the X-ray irradiation region using the FP method
In the method of analyzing the abundance of elements by calculating the line intensity, the theory of each element is defined as a finite area in which the generation region of primary to tertiary fluorescent X-rays depends on the collimator diameter, the X-ray incident angle and the fluorescent X-ray extraction angle. The feature is that the fluorescent X-ray intensity is calculated.

【0027】また、本発明に係る蛍光X線分析装置は、
蛍光X線検出強度から元素の存在量を算出する手段とし
て、上記記載の蛍光X線強度算出プログラムを搭載して
いることを特徴としている。
Further, the fluorescent X-ray analyzer according to the present invention is
The above-mentioned fluorescent X-ray intensity calculation program is installed as a means for calculating the existing amount of the element from the fluorescent X-ray detection intensity.

【0028】[0028]

【作用】次に図2を用いて本発明に係る蛍光X線分析方
法における蛍光X線理論強度の算出過程を示す。図2
(a)は本発明に係るFP法プログラムを開発するため
に用いた一次〜三次蛍光X線の発生領域を示したモデル
であり、(b)は従来のFP法が依拠している蛍光X線
理論強度の算出用モデルである。なお、(b)図で用い
た記号は従来技術のところで既に説明済なので、ここで
は記号の説明を省略する。
Next, the calculation process of the theoretical X-ray fluorescence intensity in the X-ray fluorescence analysis method according to the present invention will be described with reference to FIG. Figure 2
(A) is a model showing the generation region of primary to tertiary fluorescent X-rays used for developing the FP method program according to the present invention, and (b) is a fluorescent X-ray on which the conventional FP method relies. It is a model for calculating theoretical strength. It should be noted that the symbols used in FIG. 7B have already been described in the prior art, and therefore the description of the symbols is omitted here.

【0029】(a)図において、32は一次コリメー
タ、33は二次コリメータ、Φは入射X線の入射角、ψ
は蛍光X線の取出し角、Sは試料表面における入射X線
の照射面積をそれぞれ示している。斜線で示した領域3
0、31およびその他の記号については作用記述の過程
でそのつど説明する。
In FIG. 3A, 32 is a primary collimator, 33 is a secondary collimator, Φ is the incident angle of incident X-ray, and ψ.
Indicates the extraction angle of the fluorescent X-ray, and S indicates the irradiation area of the incident X-ray on the sample surface. Area 3 shown with diagonal lines
The symbols 0, 31 and other symbols will be explained in the process of action description.

【0030】X線管球等で発生したX線が一次コリメー
タ32により平行ビーム化されて試料表面に照射(入
射)されると、イで示した領域にまで入射X線が侵入す
る。領域イは側断面的には平行四辺形で示されるが、実
際は斜円柱である。前記平行四辺形の短辺の長さd0
X線の侵入深さと呼ばれており、入射X線の波長λ、試
料を構成する各元素の重量分率Wj 、試料密度ρ、元素
jの波長λのX線に対する質量吸収係数(μ(λ)/
ρ)j を用いて数11式のように表わされる。
When the X-ray generated by the X-ray tube or the like is converted into a parallel beam by the primary collimator 32 and is irradiated (incident) on the sample surface, the incident X-ray penetrates into the area indicated by B. Region A is shown as a parallelogram in cross section, but is actually an oblique cylinder. The length d 0 of the short side of the parallelogram is called the penetration depth of X-rays, and is the wavelength λ of incident X-rays, the weight fraction W j of each element constituting the sample, the sample density ρ, and the element j. Absorption coefficient (μ (λ) /
ρ) j is used to express as in Expression 11.

【0031】[0031]

【数11】 [Equation 11]

【0032】入射X線により励起される一次蛍光X線の
発生領域は、試料表面と点線で限られた領域ロであり、
領域ロは領域イを含んでいる。領域イと領域ロとの距離
つまり領域イと点線との距離r1 は数12式で表され
る。数12式において、ipは一次蛍光X線を示し、μ
(ip)は一次蛍光X線ipに対する試料の線吸収係数
を示している。その他の記号の意味は数11式と同じで
ある。
The generation region of the primary fluorescent X-rays excited by the incident X-rays is the region B limited by the sample surface and the dotted line,
Region b contains region a. The distance between the area a and the area b, that is, the distance r 1 between the area a and the dotted line is expressed by the equation (12). In the equation (12), ip represents a primary fluorescent X-ray, and μ
(Ip) indicates the linear absorption coefficient of the sample for the primary fluorescent X-ray ip. The meanings of the other symbols are the same as those in Expression 11.

【0033】[0033]

【数12】 [Equation 12]

【0034】二次蛍光X線の発生領域は、試料表面と一
点鎖線で限られる領域ハであり、領域ハは領域イおよび
領域ロを含んでいる。領域ロと領域ハとの距離つまり領
域ロと一点鎖線との距離r2 は数13式で与えられる。
数13式において、jqは二次蛍光X線を示し、μ(j
q)は二次蛍光X線jqに対する試料の線吸収係数を示
している。その他の記号の意味は数11式と同じであ
る。
The region where the secondary fluorescent X-rays are generated is a region C defined by the sample surface and the alternate long and short dash line, and the region C includes the regions A and B. The distance between the area b and the area c, that is, the distance r 2 between the area b and the alternate long and short dash line is given by Expression 13.
In Equation 13, jq represents a secondary fluorescent X-ray, and μ (j
q) indicates the linear absorption coefficient of the sample with respect to the secondary fluorescent X-ray jq. The meanings of the other symbols are the same as those in Expression 11.

【0035】[0035]

【数13】 [Equation 13]

【0036】試料表面と二点鎖線で限られた領域ニは三
次蛍光X線の発生領域を示しており、領域ニと領域ハと
の距離つまり領域ハと二点鎖線との距離r3 も数11
式、数12式、数13式と同様にして求めることができ
る。
The sample surface and the limited region two by a two-dot chain line shows the generation region of the tertiary fluorescent X-ray, a distance r 3 number also the distance, that region C and the two-dot chain line in the region D and the region C 11
It can be obtained in the same manner as the formula, the formula 12, and the formula 13.

【0037】上記のパラメータおよび記号を用いて数1
式中の積分を図2(a)に示した各次蛍光X線の発生域
内で行えば数14式を得ることができる。なお、数14
式では数1式と同様に三次以上の高次蛍光X線の寄与を
無視している。比較のために数1式と数14式を並べて
示す。
Equation 1 using the above parameters and symbols
Equation 14 can be obtained by performing the integration in the equation within the generation region of each fluorescent X-ray shown in FIG. The number 14
In the equation, the contribution of higher-order fluorescent X-rays of the third order or higher is ignored, as in the case of the equation (1). For comparison, Formula 1 and Formula 14 are shown side by side.

【0038】[0038]

【数1】 [Equation 1]

【0039】[0039]

【数14】 [Equation 14]

【0040】数14式の右辺第1項の表す一次蛍光X線
強度は、領域ロのうち右斜め45°斜線で示した領域3
0から発生したものの総和である。これは、領域ロで発
生する一次蛍光X線のうち、領域30内で発生した一次
蛍光X線のみが二次コリメータ33で限られる取出角方
向の脱出深さがr1 以下となり観測にかかるためであ
る。
The primary fluorescent X-ray intensity represented by the first term on the right-hand side of the equation (14) is the region 3 indicated by the diagonal line 45 ° to the right of region B.
It is the sum of those generated from zero. This is because, among the primary fluorescent X-rays generated in the area B, only the primary fluorescent X-rays generated in the area 30 are limited by the secondary collimator 33 and the escape depth in the extraction angle direction is r 1 or less, which is required for observation. Is.

【0041】一方、数14式の右辺第2項の表す二次蛍
光X線強度は、領域ハのうち左斜め45°斜線で示した
領域31から発生したものの総和である。これは領域ハ
で発生する二次蛍光X線のうち、領域31内で発生した
二次蛍光X線のみが取出角方向の脱出深さがr2 以下と
なり観測にかかるためである。
On the other hand, the secondary fluorescent X-ray intensity represented by the second term on the right-hand side of the equation (14) is the sum of those generated from the region 31 indicated by the oblique line of 45 ° to the left of the region C. This is because, of the secondary fluorescent X-rays generated in the area C, only the secondary fluorescent X-rays generated in the area 31 have an escape depth in the extraction angle direction of r 2 or less and are required for observation.

【0042】数14式では上記の如く領域ロ、領域ハに
より試料表面方向に関する積分範囲が限定されている
が、数1式では、一次蛍光X線強度を示す積分項は試料
の深さ方向に関する積分であり、試料表面方向に関する
積分範囲が限定されていない。したがって数1式では、
試料表面積は実質的に無限大として取り扱われているこ
とになる。二次蛍光X線強度を示す積分項においても、
数1式では上記のように試料の表面積を無限大としてい
るので、図2(b)におけるR1 の試料表面への射影距
離r1 も無限大とならざるをえない。つまり、数1式で
は、入射X線が無限の断面積を有する平行束であり、ま
た試料も無限の表面積を有すると仮定しているので、図
2(a)のモデルで示した回り込み領域から発生する蛍
光X線の強度を理論的に取り扱うことができない。
In the equation (14), the integration range in the sample surface direction is limited by the areas (b) and (c) as described above, but in the equation (1), the integral term indicating the primary fluorescent X-ray intensity is related to the depth direction of the sample. It is integration, and the integration range in the sample surface direction is not limited. Therefore, in Equation 1,
The sample surface area will be treated as substantially infinite. Also in the integral term showing the secondary fluorescent X-ray intensity,
Since the surface area of the sample is infinite as described above in the equation ( 1 ), the projection distance r 1 of R 1 on the sample surface in FIG. 2B must also be infinite. That is, it is assumed in the formula 1 that the incident X-rays are parallel bundles having an infinite cross-sectional area, and the sample also has an infinite surface area. Therefore, from the wraparound region shown in the model of FIG. The intensity of the generated fluorescent X-ray cannot be treated theoretically.

【0043】現実の測定において、上記回り込み領域つ
まり領域30、領域31の存在は、一次コリメータ32
の直径が0.数mm以上では無視できるものの、0.1mm
以下ではX線照射部(図2におけるS)の試料面に平行
な断面積に対する前記回り込み領域の試料面に平行な断
面積の割合が大きくなるために無視できない。従って、
0.1mmφ以下のX線マイクロビームを用いて蛍光X線
分析を行なう場合に従来の数1式に基づいたFP法プロ
グラムを適用すると前記回り込み領域から発生する蛍光
X線の寄与が無視されてしまうので、組成・膜厚分析値
への誤差の混入が著しくなる。
In the actual measurement, the existence of the wraparound areas, that is, the areas 30 and 31 is determined by the presence of the primary collimator 32.
Has a diameter of 0. Although it can be ignored for several mm or more, 0.1 mm
In the following, the ratio of the cross-sectional area of the X-ray irradiating portion (S in FIG. 2) parallel to the sample surface to the cross-sectional area parallel to the sample surface of the wrap-around region becomes large and cannot be ignored. Therefore,
When a fluorescent X-ray analysis is performed using an X-ray microbeam having a diameter of 0.1 mm or less, the contribution of the fluorescent X-rays generated from the wraparound region is ignored if the conventional FP method program based on Formula 1 is applied. Therefore, the mixing of errors in the composition / film thickness analysis values becomes significant.

【0044】[0044]

【実施例】以下、本発明に係る蛍光X線分析方法および
該方法に使用する装置に関する実施例を図面に基づいて
説明する。図1は本発明に係る蛍光X線分析方法に使用
する装置の一実施例を示したものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a fluorescent X-ray analysis method and an apparatus used for the method according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows an embodiment of an apparatus used in the fluorescent X-ray analysis method according to the present invention.

【0045】図1(a)はエネルギー分散型蛍光X線分
析装置の光学系を示しており、10はターゲット(対陰
極)としてタングステンを用いたマイクロフォーカス型
X線管球である。マイクロフォーカス型X線管球10の
X線取出し窓10aと試料表面12aとの間には一次コ
リメータ11が配設されている。一次コリメータ11の
一方の端部はX線取出し窓10aと、もう一方の端部は
試料表面12aとそれぞれ適宜の間隔をおいて対向して
おり、一次コリメータ11は側面視的には試料表面12
aに対して45°の角度で対向している。また、試料表
面12aとSi(Li)半導体検出器13の間には二次
コリメータ11aが配設されている。二次コリメータ1
1aの一方の端部は試料表面12aと、もう一方の端部
はSi(Li)半導体検出器13とそれぞれ適宜の間隔
をおいて対向しており、二次コリメータ11aは側面視
的には試料表面12aに対して30°の角度で対向して
いる。Si(Li)半導体検出器13はマルチチャネル
アナライザ14に接続されている。なお、Si(Li)
半導体検出器13のX線入射窓13aには厚さ12.7
μmのベリリウム(Be)が使用されている。
FIG. 1A shows an optical system of the energy dispersive X-ray fluorescence analyzer, and 10 is a microfocus X-ray tube using tungsten as a target (cathode). A primary collimator 11 is arranged between the X-ray extraction window 10a of the microfocus X-ray tube 10 and the sample surface 12a. One end of the primary collimator 11 is opposed to the X-ray extraction window 10a and the other end is opposed to the sample surface 12a at appropriate intervals, and the primary collimator 11 is viewed from the side of the sample surface 12a.
It is opposed to a at an angle of 45 °. A secondary collimator 11 a is arranged between the sample surface 12 a and the Si (Li) semiconductor detector 13. Secondary collimator 1
One end of 1a faces the sample surface 12a and the other end faces the Si (Li) semiconductor detector 13 with an appropriate interval, and the secondary collimator 11a is a side view of the sample. It faces the surface 12a at an angle of 30 °. The Si (Li) semiconductor detector 13 is connected to the multi-channel analyzer 14. In addition, Si (Li)
The thickness of the X-ray entrance window 13a of the semiconductor detector 13 is 12.7.
Beryllium (Be) of μm is used.

【0046】上記の如く構成されたエネルギー分散型蛍
光X線分析装置の光学系において、試料は以下の過程で
分析される。マイクロフォーカス型X線管球10で発生
したX線がベリリウム箔で形成されたX線取出し窓10
aから一次コリメータ11に入射し、一次コリメータ1
1で平行マイクロビーム化され、試料表面12aに対し
て45°の角度で入射する(矢印15)。試料12から
出てくる蛍光X線16のうち二次コリメータ11aに入
射したものは、二次コリメータ11aで平行ビーム化さ
れ、X線入射窓13aの薄いベリリウム層を通ってSi
(Li)半導体検出器13に入る。入射したX線(光
子)はSi(Li)半導体検出器13でX線のエネルギ
ーに比例した大きさの電流パルスとなる。該電流パルス
はプリアンプ(図示せず)で増幅されて電圧パルスに変
換され、次いでメインアンプ(図示せず)で増幅かつパ
ルス整形された後、マルチチャンネルアナライザ14に
送られて波高分析される。波高分析された結果は横軸に
エネルギー、縦軸にX線強度のスペクトルとして、Xー
Yレコーダ(図示せず)あるいはCRT(図示せず)等
に表示される。
In the optical system of the energy dispersive X-ray fluorescence analyzer constructed as described above, the sample is analyzed in the following process. X-ray extraction window 10 in which the X-rays generated by the microfocus X-ray tube 10 are formed of beryllium foil
It is incident on the primary collimator 11 from a, and the primary collimator 1
A parallel micro-beam is formed at 1 and is incident on the sample surface 12a at an angle of 45 ° (arrow 15). Of the fluorescent X-rays 16 emitted from the sample 12, those incident on the secondary collimator 11a are made into a parallel beam by the secondary collimator 11a, and pass through the thin beryllium layer of the X-ray incident window 13a to form Si.
(Li) Enter the semiconductor detector 13. The incident X-ray (photon) becomes a current pulse having a magnitude proportional to the energy of the X-ray at the Si (Li) semiconductor detector 13. The current pulse is amplified by a preamplifier (not shown), converted into a voltage pulse, then amplified and pulse-shaped by a main amplifier (not shown), and then sent to a multi-channel analyzer 14 for wave height analysis. The result of the wave height analysis is displayed on an XY recorder (not shown) or a CRT (not shown) as an energy spectrum on the horizontal axis and an X-ray intensity spectrum on the vertical axis.

【0047】図1(b)は実施例に係る蛍光X線分析装
置を概略的に示したブロック図である。22は制御系を
示し、制御系22は入出力系21、測定系23および計
数・演算系20からの情報に基づいて測定系23および
計数・演算系20を制御する。測定系23の情報は計数
・演算系20に伝達され、計数・演算系20では前記情
報を受けて検量線法あるいは本発明に係る領域補正FP
法により分析対象元素の濃度が算出される。計数・演算
系20で算出された結果は入出力系21に伝達され、入
出力系を構成するCRT等に表示される。上記の構成を
有する蛍光X線分析装置を用いて行なった実施例を比較
例と共に以下に示す。実施例および比較例を示す前に、
実施例および比較例で用いた分析条件を示しておく。
FIG. 1B is a block diagram schematically showing the fluorescent X-ray analysis apparatus according to the embodiment. Reference numeral 22 denotes a control system, and the control system 22 controls the measuring system 23 and the counting / calculating system 20 based on information from the input / output system 21, the measuring system 23 and the counting / calculating system 20. The information of the measuring system 23 is transmitted to the counting / calculating system 20, and the counting / calculating system 20 receives the information to obtain the calibration curve method or the area correction FP according to the present invention.
The concentration of the element to be analyzed is calculated by the method. The result calculated by the counting / calculation system 20 is transmitted to the input / output system 21 and displayed on the CRT or the like constituting the input / output system. Examples carried out by using the X-ray fluorescence analyzer having the above structure will be shown below together with comparative examples. Before showing examples and comparative examples,
The analytical conditions used in Examples and Comparative Examples are shown below.

【0048】まず、分析試料について説明する。一般に
蛍光X線分析における分析誤差は、蛍光X線分析によっ
て得られた分析値と化学分析によって得られた分析値と
の差で定義される。しかし、本発明の適用先である鉄鋼
材料中の局所分析においては、局所視野中の第二相のみ
を抽出したのち化学分析するのが困難である。そこで、
従来法に比べて本発明による方法で分析誤差が低減する
ことを示すために、実施例では供試料として第二相のな
い塊状試料(X線に対し無限厚)を用いている。
First, the analytical sample will be described. Generally, the analytical error in fluorescent X-ray analysis is defined by the difference between the analytical value obtained by fluorescent X-ray analysis and the analytical value obtained by chemical analysis. However, in the local analysis in the steel material to which the present invention is applied, it is difficult to extract only the second phase in the local visual field and then perform the chemical analysis. Therefore,
In order to show that the analysis error is reduced by the method according to the present invention as compared with the conventional method, a bulk sample without the second phase (infinite thickness with respect to X-ray) is used as a sample in the examples.

【0049】次に実施例および比較例で用いた蛍光X線
理論強度の計算条件を表1、蛍光X線強度の測定条件を
表2に示す。なお、表2に示した測定条件のうち一次コ
リメータ径ごとに計数時間を変えているのは、蛍光X線
の総カウント数をほぼ一定にするためである。
Table 1 shows the calculation conditions of the theoretical X-ray fluorescence intensity used in Examples and Comparative Examples, and Table 2 shows the measurement conditions of the X-ray fluorescence intensity. In the measurement conditions shown in Table 2, the counting time is changed for each primary collimator diameter in order to keep the total number of fluorescent X-ray counts substantially constant.

【0050】[0050]

【表1】 [Table 1]

【0051】[0051]

【表2】 [Table 2]

【0052】Cr−Fe2元系の塊状試料について、数
14式を用いてCrKα線の理論強度(純Crの理論強
度で規格化)を表1の条件で算出した結果と表2の条件
で実際に測定した結果とを図3に示す。縦軸はCrKα
線の相対強度を示し、無単位である。横軸は前記塊状試
料中のCr含有率(%)を示している。CrKα線は入
射X線の他に入射X線で励起されたFeKα線によって
も励起されるため、図3に示したように「Cr含有率−
CrKα線強度」関係曲線は上に凸な非対称双曲線にな
る。
With respect to the Cr—Fe binary lump sample, the theoretical strength of CrKα rays (normalized by the theoretical strength of pure Cr) was calculated using the equation (14) under the conditions shown in Table 1 and under the conditions shown in Table 2. The results of the measurement are shown in FIG. The vertical axis is CrKα
Shows the relative intensity of the line, unitless. The horizontal axis represents the Cr content (%) in the block sample. Since the CrKα ray is excited not only by the incident X-ray but also by the FeKα ray excited by the incident X-ray, as shown in FIG.
The "CrKα ray intensity" relationship curve becomes an upwardly convex asymmetric hyperbola.

【0053】Fe−Ni2元系の塊状試料について、数
14式を用いてFeKα線の理論強度(純Feの理論強
度で規格化)を表1の条件で算出した結果と表2の条件
で実際に測定した結果とを図4に示す。縦軸はFeKα
線の相対強度を示し、無単位である。横軸は前記塊状試
料中のFe含有率(%)を示している。FeKα線は入
射X線の他に入射X線で励起されたNiKα線によって
も励起されるため、図4に示したように「Fe含有率−
FeKα線強度」関係曲線は、図3と同様に、上に凸な
非対称双曲線になる。
With respect to the Fe-Ni binary lump sample, the theoretical intensity of FeKα rays (normalized by the theoretical intensity of pure Fe) was calculated using the equation (14) under the conditions shown in Table 1 and under the conditions shown in Table 2. FIG. 4 shows the results of the measurement. The vertical axis is FeKα
Shows the relative intensity of the line, unitless. The horizontal axis represents the Fe content (%) in the block sample. Since the FeKα ray is excited not only by the incident X-ray but also by the NiKα ray excited by the incident X-ray, as shown in FIG.
The FeKα ray intensity relation curve is an asymmetric hyperbola that is convex upward, as in FIG.

【0054】図3、図4において、実線で示した曲線は
一次コリメータ径が5000μmの場合、破線で示した
曲線は一次コリメータ径が100μmの場合、一点鎖線
で示した曲線は一次コリメータ径が30μmの場合にお
ける蛍光X線理論強度の計算値を示している。また、○
で示した値は一次コリメータ径が5000μmの場合、
△で示した値は一次コリメータ径が100μmの場合、
□で示した値は一次コリメータ径が30μmの場合にお
ける蛍光X線強度の実測値を示している。
In FIGS. 3 and 4, the curve shown by the solid line has a primary collimator diameter of 5000 μm, the curve shown with a broken line has a primary collimator diameter of 100 μm, and the curve shown by the one-dot chain line has a primary collimator diameter of 30 μm. The calculated value of the fluorescent X-ray theoretical intensity in the case of is shown. Also ○
When the primary collimator diameter is 5000 μm,
The value indicated by △ is the value when the primary collimator diameter is 100 μm,
The values indicated by □ are the measured values of the fluorescent X-ray intensity when the primary collimator diameter is 30 μm.

【0055】図3、図4に示したグラフから以下のこと
が読み取れる。 (1)、一次コリメータ径が5000μmから100μ
mへと小さくなると上に凸となる度合いがやや大きくな
り、一次コリメータ径が30μmではかなり大きくなっ
ている。これは、一次コリメータ径が小さくなるにつれ
てX線照射部以外の試料表面から発生する蛍光X線の寄
与が大きくなるためである。 (2)、実測強度が数14式から予測される理論強度と
ほぼ一致している。このことは数14式が正しいことを
示している。したがって数14式を用いたFP法(つま
り、本発明に係る領域補正FP法)は30μmφまでの
局所分析に適用可能であることがわかる。
The following can be read from the graphs shown in FIGS. (1), primary collimator diameter is from 5000μm to 100μ
When it is reduced to m, the degree of convexity is slightly increased, and when the primary collimator diameter is 30 μm, it is considerably increased. This is because as the diameter of the primary collimator decreases, the contribution of fluorescent X-rays generated from the sample surface other than the X-ray irradiation part increases. (2), the measured intensity is almost the same as the theoretical intensity predicted from the equation (14). This shows that Equation 14 is correct. Therefore, it is understood that the FP method using the equation (14) (that is, the area correction FP method according to the present invention) can be applied to the local analysis up to 30 μmφ.

【0056】次に、数2式(従来の蛍光X線強度の理論
式)を用いて算出した結果と実測値との関係を示す。図
5は、図3に示したのと同一のCr−Fe系試料から発
生するCrKα線の理論強度を数2式を用いて算出した
結果および表2に示した測定条件により実測した結果を
示したグラフである。図6は、図4と同一のFe−Ni
系試料から発生するFeKα線の理論強度を数2式を用
いて算出した結果および表2に示した測定条件により実
測した結果を示したグラフである。図5、図6におい
て、図5は図3、図6は図4に対応しており、図中に示
した記号の意味は図3または図4と同じである。また数
2式を用いて算出した場合、一次コリメータ径の大小に
かかわりなく算出結果はすべて一致するので、図3、図
4で示したような破線(一次コリメータ径100μm)
と一点鎖線(一次コリメータ径30μm)の曲線は一次
コリメータ径が5000μmの場合を示す実線に重な
る。したがって図5、図6では、蛍光X線の理論計算値
を示す曲線は実線で示した曲線一本しか描かれていな
い。図5、図6では一次コリメータ径が5000μmの
時は実測強度と数2式から算出した理論強度とがよく一
致しているが、一次コリメータ径が100μm、30μ
mと小さくなるにつれて実測値と理論計算値とが乖離
し、とりわけ一次コリメータ径が30μmと小さくなる
と前記乖離の度合いが著しくなっている。これは、30
μmφ〜100μmφの局所分析において、X線照射部
周辺の試料表面いわゆる回り込み領域から発生する蛍光
X線の寄与が従来の蛍光X線強度の理論式(数2式)で
は無視されてしまっていることによる。
Next, the relationship between the result calculated using the mathematical expression 2 (conventional theoretical formula of fluorescent X-ray intensity) and the actually measured value will be shown. FIG. 5 shows the result of calculating the theoretical intensity of CrKα rays generated from the same Cr—Fe-based sample as shown in FIG. 3 using the equation 2 and the result of actual measurement under the measurement conditions shown in Table 2. It is a graph. FIG. 6 shows the same Fe-Ni as FIG.
3 is a graph showing a result of calculating the theoretical intensity of FeKα rays generated from a system sample by using Equation 2 and a result of actual measurement under the measurement conditions shown in Table 2. 5 and FIG. 6, FIG. 5 corresponds to FIG. 3 and FIG. 6 corresponds to FIG. 4, and the meanings of the symbols shown in the figures are the same as in FIG. 3 or FIG. In addition, when the calculation is performed using the equation (2), the calculation results are all the same regardless of the size of the primary collimator diameter. Therefore, the broken line as shown in FIGS. 3 and 4 (primary collimator diameter 100 μm)
And the curve of the alternate long and short dash line (primary collimator diameter 30 μm) overlaps the solid line showing the case where the primary collimator diameter is 5000 μm. Therefore, in FIG. 5 and FIG. 6, only one curve indicated by the solid line shows the theoretical calculated value of the fluorescent X-ray. In FIG. 5 and FIG. 6, when the primary collimator diameter is 5000 μm, the measured intensity and the theoretical intensity calculated from the equation 2 are in good agreement, but the primary collimator diameter is 100 μm and 30 μm.
As m becomes smaller, the measured value deviates from the theoretically calculated value. Especially, when the primary collimator diameter decreases to 30 μm, the degree of the deviation becomes remarkable. This is 30
In the local analysis of μmφ to 100 μmφ, the contribution of the fluorescent X-ray generated from the so-called wraparound area on the sample surface around the X-ray irradiation part has been ignored in the conventional theoretical formula of fluorescent X-ray intensity (Equation 2). by.

【0057】上記した図3〜図6において、一次コリメ
ータ径が5000μmの場合は数14式を用いたFP法
あるいは数2式を用いたFP法であっても実測値との関
係においてはほぼ同じ正確度を示している。ところが一
次コリメータ径が100μmまたは30μmとなると、
数14式を用いた場合は実測値と理論計算値とがよく一
致して数14式の正確性が実証されているが、数2式を
用いた場合は実測値と理論計算値が乖離し、実測値の方
が大きくなっている。裏返せば、図5(図6)におい
て、CrKα(FeKα)強度を一定にしたときの実測
値および理論計算値が示すCr(Fe)含有率を比べて
みれば、図から明らかなように理論計算(実線で示した
曲線)による含有率の方が大きい。したがって、数14
式を用いた蛍光X線分析方法による分析値および数2式
を用いた場合の分析値とを化学分析(ここでは、ICP
発光分光分析法による溶液分析)による分析値と比較す
れば、数14式の場合の分析値と化学分析値はよく一致
するが、数2式を用いた場合の分析値は化学分析値に比
べて大きくなると推定することできる。
In FIGS. 3 to 6 described above, when the primary collimator diameter is 5000 μm, the FP method using the equation 14 or the FP method using the equation 2 is almost the same in relation to the measured value. It shows the accuracy. However, when the primary collimator diameter becomes 100 μm or 30 μm,
When the formula 14 is used, the measured value and the theoretical calculated value are in good agreement and the accuracy of the formula 14 is proved, but when the formula 2 is used, the measured value and the theoretical calculated value are different from each other. , The measured value is larger. Turning it inside out, in FIG. 5 (FIG. 6), comparing the Cr (Fe) content indicated by the actual measurement value and the theoretical calculation value when the CrKα (FeKα) strength is constant, the theoretical calculation is clear. The content rate according to (the curve shown by the solid line) is higher. Therefore, the number 14
Chemical analysis of the analysis value by the fluorescent X-ray analysis method using the formula and the analysis value when the formula 2 is used (here, ICP
Compared with the analysis value by solution analysis by emission spectroscopy, the analysis value in the case of the formula 14 and the chemical analysis value are in good agreement, but the analysis value in the case of using the formula 2 is better than the chemical analysis value. It can be estimated that

【0058】表3、表4に数14式を用いた蛍光X線分
析方法および数2式を用いた方法による分析値と化学的
分析方法による分析値との比較を示す。
Tables 3 and 4 show comparisons between the analytical values by the fluorescent X-ray analysis method using the equation 14 and the method using the equation 2 and the chemical analysis method.

【0059】[0059]

【表3】 [Table 3]

【0060】[0060]

【表4】 [Table 4]

【0061】表3は標準試料として純Cr(純Fe)を
用い、表中のNo.で示した3種類のCrーFe(Fe
ーNi)2元系の塊状試料について本分析方法(数14
式を用いた方法)により算出したCr(Fe)の重量分
率(wt%)と化学分析により得られた重量分率および
その比較(両分率値の差)を示したものである。表3に
おいて、上段がCrーFe系試料の分析結果を示し、下
段がFeーNi系試料の分析結果を示している。表4は
従来の蛍光X線分析方法(数2式)による分析結果を示
したものであり、その他の分析方法(条件)については
表3と同じである。なお表3、表4において、蛍光X線
分析で用いた一次コリメータ径は30μmである。
In Table 3, pure Cr (pure Fe) was used as a standard sample, and No. The three types of Cr-Fe (Fe
-Ni) This analysis method (numeral 14) for a binary sample
2 shows the weight fraction (wt%) of Cr (Fe) calculated by a method using a formula), the weight fraction obtained by chemical analysis, and a comparison thereof (difference between both fraction values). In Table 3, the upper row shows the analysis result of the Cr-Fe based sample, and the lower row shows the analysis result of the Fe-Ni based sample. Table 4 shows the analysis results by the conventional fluorescent X-ray analysis method (Equation 2), and the other analysis methods (conditions) are the same as those in Table 3. In Tables 3 and 4, the primary collimator diameter used in the fluorescent X-ray analysis is 30 μm.

【0062】表3、表4から解るように数14式を用い
た場合の分析値と化学分析値との差、つまり分析誤差は
大きい時でも0.2%であり、ほとんどの場合は通常の
分析許容誤差である0.1%内におさまっている。しか
し、数2式を用いた場合における分析誤差は少ない時で
7.3%、多い時は10.2%にもおよんでいる。表
3、表4を比較すれば明らかなように、数2式を用いた
従来のFP法は分析誤差が大きすぎてX線照射面積が3
0μmφという局所分析に使用することは出来ないが、
数14式を用いた本発明に係る領域補正FP法であれ
ば、前記局所分析に分析許容誤差範囲(0.1%)内で
使用することができる。
As can be seen from Tables 3 and 4, the difference between the analytical value and the chemical analytical value when the equation 14 is used, that is, the analytical error is 0.2% even when it is large, and in most cases it is normal. It is within the analytical tolerance of 0.1%. However, when the equation 2 is used, the analysis error is 7.3% when it is small and 10.2% when it is large. As is clear from comparison between Tables 3 and 4, the conventional FP method using the equation 2 has too large an analysis error and the X-ray irradiation area is 3
Although it cannot be used for local analysis of 0 μmφ,
The area-corrected FP method according to the present invention using the equation (14) can be used within the analysis allowable error range (0.1%) for the local analysis.

【0063】以上のことから明らかなように、上記実施
例によれば局所分析におけるX線照射部位周辺への蛍光
X線の回り込みの影響を正しく評価できるため、定量値
を正確に求めることができる。また、上記実施例は塊状
試料について定量分析を行なった場合を示しているが、
本発明に係る定量補正プログラムは、数14式が試料組
成ばかりか試料厚さの関数でもあるので、薄膜の膜厚定
量に用いることもできる。さらに本発明に係る定量補正
プログラムは、入射X線が厳密には平行束でなく発散角
を有することにより発生する蛍光X線の回り込みに対し
ても、数14式に加えたのと同様の蛍光X線発生領域に
関する制限を数1式に加えることにより適用できる。
As is clear from the above, according to the above-mentioned embodiment, the influence of the wraparound of fluorescent X-rays around the X-ray irradiation site in the local analysis can be correctly evaluated, so that the quantitative value can be accurately obtained. .. In addition, although the above example shows the case where the quantitative analysis is performed on the block sample,
The quantitative correction program according to the present invention can be used for quantitative determination of the film thickness of a thin film because the equation 14 is a function of not only the sample composition but also the sample thickness. Further, the quantitative correction program according to the present invention has the same fluorescence as that added to the equation (14), even for the wraparound of the fluorescent X-ray generated when the incident X-ray is not a parallel bundle strictly but has a divergence angle. This can be applied by adding the restriction on the X-ray generation area to the equation (1).

【0064】[0064]

【発明の効果】以上詳述したように本発明に係るFP法
プログラムは、平行性の良いX線を試料に照射した際に
発生する蛍光X線の強度から、照射部位(局所領域)の
組成・膜厚を同時に分析することができるFP法プログ
ラムである。本FP法では蛍光X線の発生領域が入射X
線侵入領域、一次蛍光X線発生領域、二次蛍光X線発生
領域、三次蛍光X線発生領域の順に大きくなることに着
目し、蛍光X線強度を与える積分を各次蛍光X線の発生
領域内で行なうので、X線をコリメータ等を通してマイ
クロビーム化して試料に照射する光学系に本FP法を適
用すれば、従来のFP法プログラムでは誤差の大きかっ
た局所領域(30μmφ〜100μmφ)の組成・膜厚
を正確に分析することができる。
As described above in detail, the program of the FP method according to the present invention is based on the intensity of fluorescent X-rays generated when a sample is irradiated with X-rays having good parallelism, and the composition of the irradiation site (local area) is calculated.・ FP program that enables simultaneous analysis of film thickness. In this FP method, the emission area of the fluorescent X-ray is the incident X-ray.
Paying attention to the fact that the X-ray penetration region, the primary fluorescent X-ray generation region, the secondary fluorescent X-ray generation region, and the tertiary fluorescent X-ray generation region increase in this order, and the integral giving the fluorescent X-ray intensity is calculated as the primary fluorescent X-ray generation region. If the FP method is applied to an optical system in which X-rays are converted into a microbeam through a collimator and irradiated onto a sample, the composition of the local region (30 μmφ to 100 μmφ), which has a large error in the conventional FP method program, is used. The film thickness can be analyzed accurately.

【0065】また本発明に係る局所分析が可能なFP法
プログラムを搭載した蛍光X線分析装置は、該プログラ
ムに蛍光X線測定強度を入力することにより、局所領域
の組成・膜厚をオンラインまたはオフラインで正確に分
析することができる。
Further, the X-ray fluorescence analyzer equipped with the FP method program capable of local analysis according to the present invention inputs the fluorescence X-ray measurement intensity into the program to determine the composition / film thickness of the local region online or Can be accurately analyzed offline.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係る蛍光X線分析装置の一実施例を示
したものであり、(a)は実施例の光学系を概略的に示
した構成図であり、(b)は実施例に係る蛍光X線分析
装置を概略的に示したブロック図である。
FIG. 1 shows an embodiment of a fluorescent X-ray analyzer according to the present invention, (a) is a configuration diagram schematically showing an optical system of the embodiment, and (b) is an embodiment. FIG. 3 is a block diagram schematically showing a fluorescent X-ray analyzer according to the present invention.

【図2】(a)は本発明に係るFP法プログラムを開発
するために用いた各次蛍光X線の発生領域を示した模式
図であり、(b)は従来のFP法プログラムを開発する
ために用いられた各次蛍光X線強度の計算用パラメータ
を示した模式図である。
FIG. 2 (a) is a schematic diagram showing a generation region of each fluorescent X-ray used for developing the FP method program according to the present invention, and FIG. 2 (b) develops a conventional FP method program. It is a schematic diagram which showed the parameter for calculation of each fluorescence X-ray intensity used for that purpose.

【図3】CrーFe2元系の塊状試料について、Cr含
有率とCrKα線強度の実測値及び本分析方法による計
算値との関係を一次コリメータ径毎に示したグラフであ
る。
FIG. 3 is a graph showing the relationship between the Cr content, the measured value of the CrKα ray intensity, and the calculated value by the present analysis method for each primary collimator diameter in the Cr-Fe binary lump sample.

【図4】Fe−Ni2元系の塊状試料について、Fe含
有率とFeKα線強度の実測値及び本分析方法による計
算値との関係を一次コリメータ径毎に示したグラフであ
る。
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the Fe content, the measured value of FeKα ray intensity, and the calculated value by the present analysis method for each primary collimator diameter for an Fe—Ni binary lump sample.

【図5】Cr−Fe2元系の塊状試料について、Cr含
有率とCrKα線強度の実測値及び従来の分析方法によ
る計算値との関係を一次コリメータ径毎に示したグラフ
である。
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the Cr content, the measured value of the CrKα ray intensity, and the calculated value by the conventional analysis method for each primary collimator diameter for a Cr—Fe binary lump sample.

【図6】Fe−Ni2元系の塊状試料について、Fe含
有率とFeKα線強度の実測値及び従来の分析方法によ
る計算値との関係を一次コリメータ径毎に示したグラフ
である。
FIG. 6 is a graph showing, for each primary collimator diameter, the relationship between the Fe content, the actual measurement value of FeKα ray intensity, and the calculation value by the conventional analysis method for the Fe—Ni binary lump sample.

【図7】従来のFP法プログラムの計算過程を示したフ
ローチャートである。
FIG. 7 is a flowchart showing a calculation process of a conventional FP method program.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 X線管球 11、32 一次コリメータ 11a、33 二次コリメータ 13 Si(Li)半導体検出器 14 マルチチャンネルアナライザ 20 計数・演算系 イ 入射X線侵入領域 ロ 一次蛍光X線発生領域 ハ 二次蛍光X線発生領域 ニ 三次蛍光X線発生領域 10 X-ray tube 11, 32 Primary collimator 11a, 33 Secondary collimator 13 Si (Li) semiconductor detector 14 Multi-channel analyzer 20 Counting / arithmetic system a Incident X-ray penetration area b Primary fluorescence X-ray generation area c Secondary fluorescence X-ray generation area D Tertiary fluorescent X-ray generation area

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 一次コリメータによりマイクロビーム化
したX線を試料に照射して発生する蛍光X線の強度を検
出し、ファンダメンタルパラメーター法(FP法)を用
いてX線照射領域の元素の理論蛍光X線強度を算出する
ことにより元素の存在量を分析する方法において、一次
〜三次蛍光X線の発生領域が前記一次コリメータ径、前
記X線入射角及び前記蛍光X線取り出し角に依存する有
限領域として各元素の理論蛍光X線強度を算出すること
を特徴とする局所部の蛍光X線分析方法。
1. The theoretical fluorescence of an element in an X-ray irradiation region is detected by detecting the intensity of fluorescent X-rays generated by irradiating a sample with X-rays converted into microbeams by a primary collimator and using the fundamental parameter method (FP method). In a method of analyzing the abundance of an element by calculating X-ray intensity, a finite region in which a primary to tertiary fluorescent X-ray generation region depends on the primary collimator diameter, the X-ray incident angle, and the fluorescent X-ray extraction angle. As a method, a theoretical X-ray fluorescence intensity of each element is calculated as a fluorescent X-ray analysis method for a local portion.
【請求項2】 蛍光X線検出強度から元素の存在量を算
出する手段として、請求項1記載の蛍光X線強度算出プ
ログラムを搭載していることを特徴とする蛍光X線分析
装置。
2. An X-ray fluorescence analysis apparatus comprising the X-ray fluorescence intensity calculation program according to claim 1 as a means for calculating the abundance of an element from the X-ray fluorescence detection intensity.
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